Caracterização e diversidade molecular do transposon Tn1546, carreador do gene vanA, responsável pela expressão de resistência à vancomicina, em amostras clínicas de diferentes espécies de Enterococcus

Enterococcus resistentes à vancomicina (VRE) são reconhecidos como importantes patógenos causadores de infecções nosocomiais, configurando um grave problema de saúde pública, principalmente pela escassez de opção terapêutica eficaz. O fenótipo de resistência VanA é o mais frequente, sendo definido pela resistência a altos níveis de vancomicina e teicoplanina. VanA é caracterizado por um conjunto gênico (vanRSHAXYZ) localizado no elemento genético móvel denominado transposon Tn1546. A diversidade de Tn1546 resulta de alterações estruturais promovidas por deleções ou integração de sequências de inserção (IS) que, exercem papel chave na evolução do elemento VanA, modificando os aspectos relacionados à sua transferência e expressão do fenótipo. O objetivo deste estudo foi caracterizar e avaliar o polimorfismo de elementos Tn1546 presentes em amostras de diferentes espécies de Enterococcus isoladas em instituições hospitalares do Estado do Rio de Janeiro no período de 2000 a 2012. Foram incluídas neste estudo 70 amostras VRE que foram caracterizadas quanto ao gênero, espécies e genótipo de resistência aos glicopeptídeos por métodos convencionais e PCR multiplex. A susceptibilidade a 17 antimicrobianos foi avaliada pelo método de difusão em ágar, e concentração inibitória mínima (CIM) para vancomicina e teicoplanina foi determinada por microdiluição em caldo. O tranposon foi obtido após lise das células bacterianas e amplificação por PCR longo, utilizando-se oligonucleotídeos específicos para a região repetida e invertida que flanqueia este elemento genético. A diversidade dos elementos Tn1546 foi avaliada por um conjunto de métodos moleculares que incluiu a análise do polimorfismo do tamanho de fragmentos de restrição (restriction fragment lenght polymorphism, RFLP), utilizando-se a endonuclease ClaI, amplificação de segmentos internos por PCR de sobreposição de oligonucleotídeos (overlapping PCR) e detecção de sequências de inserção (ISs). A caracterização em espécies considerada para as demais análises foi obtida pela metodologia de PCR de acordo com a seguinte distribuição: E. avium (N=6), E. faecalis (N=12), E. faecium (N=46), E. gallinarum (N=4) e E. raffinosus (N=2). Todas as amostras apresentaram o genótipo vanA. Nos testes de susceptibilidade aos antimicrobianos foi observado que todas as amostras foram multirresistentes, sendo resistente de 6 a 13 dentre os 17 antimicrobianos testados. A presença de elementos semelhantes ao arquétipo de Tn1546 foi observada em 61,5% das amostras; entretanto, 27 amostras apresentaram perfis variantes de Tn1546. Foram identificados nove perfis de RFLP, dentre 66 avaliadas, sendo o perfil I, prevalente e semelhante ao arquétipo de Tn1546. Não foi possível analisar quatro amostras por RFLP. Os produtos de amplificação de Tn1546 alterados, obtidos pela overlapping PCR e pelo rastreamento de IS, levaram à classificação de 15 tipos polimórficos, nomeados de A a O. A maioria dos Tn1546 polimórficos teve suas regiões de ORF1 e/ou ORF2 deletadas; e IS1542 juntamente com IS1216V foram as inserções mais frequentes, que em muitas situações compartilhavam a mesma região de inserção. IS19 foi detectada apenas na região vanS-vanH. Os dados apresentados neste estudo indicam que o polimorfismo de Tn1546 pode ser explorado no rastreamento de rotas de transmissão, acompanhamento da dispersão de elementos VanA e investigação da evolução de amostras VRE.

Prevalência do polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA em um grupo de diabéticos tipo I e sua relação com a periodontite severa

Diabetes mellitus e doenças periodontais são altamente prevalentes na população mundial. Doenças periodontais (DPs) compreendem um grupo de condições crônicas inflamatórias induzidas por microorganismos que levam à inflamação gengival, à destruição tecidual periodontal e à perda óssea alveolar. Diabetes mellitus (DM) é o termo utilizado para descrever um grupo de desordens metabólicas associadas à intolerância à glicose e ao metabolismo inadequado de carboidratos. Uma vez que DPs poderiam agir de forma similar a outros estados infecciosos sistêmicos, aumentando a severidade do diabetes, uma possível relação entre ambas tem sido considerada em todo o mundo. Polimorfismos genéticos de um único nucleotídeo (SNPs) têm sido estudados em diversas doenças. Nas periodontites, acredita-se que possam estar envolvidos na exacerbação da resposta inflamatória frente ao desafio bacteriano, modificando a susceptibilidade do hospedeiro. Neste estudo, a prevalência de periodontite foi avaliada em portadores de diabetes mellitus tipo I. Posteriormente, o SNP localizado na região promotora do gene TNFA (-1031T>C) foi analisado e sua importância para a doença periodontal destrutiva foi avaliada. O grupo teste foi constituído por diabéticos tipo I (DGT, n=113) enquanto o grupo controle por indivíduos não diabéticos (ND, n=73). Para as análises dos polimorfismos genéticos, um subgrupo foi retirado do grupo teste (DG, n=58) e comparado ao grupo ND. Os seguintes parâmetros clínicos e demográficos foram avaliados: percentual de sítios com profundidade de bolsa  6,0 mm (%PBS6,0 mm); índice gengival (IG); perda óssea radiográfica (POR); fumo; duração do diabetes ; idade; índice de massa corpórea (IMC), n de internações e n de dentes presentes. Amostras de sangue e/ou esfregaço bucal foram colhidas de 58 pacientes do grupo teste e de 73 controles. Após a extração do DNA genômico e amplificação da região genômica de interesse por PCR (Polymerase Chain Reaction), o polimorfismo TNFA 1031T>C foi analisado por BbsI RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism). A análise dos produtos de digestão foi feita por eletroforese em gel de poliacrilamida 8%. A análise estatística das freqüências alélica e genotípica juntamente com os dados clínicos e epidemiológicos entre os 2 grupos foi feita através do teste do Mann-Whitney e do Qui-quadrado. Os grupos de estudo obedecem ao princípio de Hardy-Weinberg. No grupo ND, as seguintes freqüências genotípicas foram encontradas: 78,1% (T/T); 20,5% (T/C) e 1,4% (C/C) enquanto no grupo D foram: 42,4%(T/T); 37,3% (T/C) e 20,3% (C/C). A frequência do alelo T no grupo diabético (D) foi de 0,610 ao passo que no grupo ND foi de 0,883. Não foi possível encontrar uma relação entre o polimorfismo -1031 T>C do gene TNFA e a presença de periodontite em diabéticos tipo I. Entretanto, o polimorfismo estudado se mostrou significativamente relacionado (p<0,0001 e OR= 4.85 95%IC 2,271-10,338) à presença do diabetes tipo I.

Estudo de polimorfismos nos genes TP53 e p21(WAF1) e do perfil imunohistoquímico das proteínas p53, p21(WAF1), p16(INK4a) e ciclina D1 pela técnica de Tissue Microarray (TMA) e sua importância para o desenvolvimento e/ou severidade das neoplasias cervicais

O câncer de colo do útero é o terceiro tipo de câncer mais frequente em mulheres no mundo, e a infecção persistente pelo papilomavirus humano (HPV) oncogênico é condição necessária, mas não suficiente para seu desenvolvimento. As oncoproteínas virais E6 e E7 interferem direta ou indiretamente na ação de várias proteínas celulares. Entretanto, as variantes proteicas, resultantes de polimorfismos genéticos, podem apresentar comportamento distinto mediante a infecção pelo HPV. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis associações entre polimorfismos nos genes TP53 (p53 PIN3, p53 72C>G) e p21 (p21 31C>A) e o desenvolvimento de neoplasias cervicais, considerando os níveis de expressão das proteínas p53, p21, p16 e ciclina D1, e fatores de risco clássicos para o câncer cervical. Foram selecionadas 466 mulheres residentes no Rio de Janeiro, 281 com diagnóstico histopatológico de neoplasia cervical de baixo (LSIL) e alto grau (HSIL) e câncer (grupo de casos) e 185 sem história atual ou pregressa de alteração citológica do colo uterino (grupo controle). A técnica de PCR-RFLP (reação em cadeia da polimerase - polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição), foi empregada na análise dos polimorfismos p53 72C>G e p21 31C>A, usando as enzimas de restrição BstUI e BsmaI, respectivamente. A avaliação do polimorfismo p53 PIN3 (duplicação de 16 pb) foi feita por meio da análise eletroforética direta dos produtos de PCR. A expressão das proteínas p53, p21, p16, ciclina D1 e Ki-67 e a pesquisa de anticorpos anti-HPV 16 e HPV pool foram avaliadas por imunohistoquímica (Tissue Microarray - TMA) em 196 biópsias do grupo de casos. O grupo controle se mostrou em equilíbrio de Hardy-Weinberg em relação aos três polimorfismos avaliados. As distribuições genotípicas e alélicas relativas a p53 PIN3 e p53 72C>G nos grupos controles e de casos não apresentaram diferenças significativas, embora o genótipo p53 72CC tenha aumentado o risco atribuído ao uso de contraceptivos das pacientes apresentarem lesões mais severas (OR=4,33; IC 95%=1,19-15,83). O genótipo p21 31CA(Ser/Arg) conferiu proteção ao desenvolvimento de HSIL ou câncer (OR=0,61, IC 95%=0,39-0,97), e modificou o efeito de fatores de risco associados à severidade das lesões. A interação multiplicativa de alelos mostrou que a combinação p53 PIN3A1, p53 72C(Pro) e p21 31C(Ser), representou risco (OR=1,67, IC95%=1,03-2,72) e a combinação p53 PIN3A1, p53 72C(Pro) e p21 31A(Arg) conferiu efeito protetor (OR=0,26, IC95%=0,08-0,78) para o desenvolvimento de HSIL e câncer cervical. Observou-se correlação positiva da expressão de p16 e p21 e negativa da ciclina D1 com o grau da lesão. A distribuição epitelial de p16, Ki-67, p21 e p53 se mostrou associada à severidade da lesão. Os polimorfismos analisados não apresentaram associação com a expressão dos biomarcadores ou positividade para HPV. Nossos resultados sugerem a importância do polimorfismo p21 31C>A para o desenvolvimento das neoplasias cervicais e ausência de correlação dos polimorfismos p53 PIN3 e p53 72C>G com a carcinogênese cervical, embora alguns genótipos tenham se comportado como modificadores de risco. Nossos resultados de TMA corroboram o potencial de uso de biomarcadores do ciclo celular para diferenciar as lesões precursoras do câncer cervical.

Perfil genético por sequenciamento e genotipagem de cepas multirresistentes do Mycobacterium tuberculosis provenientes de diversos estados brasileiros

A tuberculose multirresistente (MR) a drogas é uma séria ameaça à saúde pública devido à maiores complexidade, custo e efeitos colaterais do tratamento. Poucos estudos descreveram a epidemiologia molecular de isolados de Mycobacterium tuberculosis MR no Brasil. Neste trabalho foi investigada a diversidade genética e mutações associadas à resistência a drogas de 99 isolados MR e 7 não MR coletados em um período de 8 anos e provenientes de 12 estados brasileiros. Esta investigação foi feita através da análise do polimorfismo de fragmentos de restrição do elemento de inserção IS6110 (IS6110-RFLP), spoligotyping e sequenciamento de regiões dos genes rpoB e katG que conferem resistência aos antibióticos rifampicina e isoniazida, respectivamente. Mutações nos genes katG e rpoB foram encontradas em 90,9% e 93% dos isolados MR analisados, respectivamente. Para o gene rpoB, 91,9% das mutações estavam contidas na região RRDR de 81-pb. Um total de 51 (51.5%), 23 (23.3%) e 11 (11.1%) isolados MR apresentaram mutações nos códons 531, 526 e 516, respectivamente. Com relação ao gene katG, foram encontradas mutações em 93% dos isolados MR analisados, sendo que 7 apresentaram mutações apenas na primeira região analisada (katG1). O codon 315 da segunda região analisada do gene katG (katG2) apresentou mutações em 82.8% dos isolados MR, sendo a maioria Ser315Thr. A região katG1 apresentou mutações em 30.3% dos isolados MR sendo a maioria deleção do códon 4. Pelo spoligotyping foi possível determinar que os isolados MR deste estudo pertencem a 5 diferentes famílias (com suas subfamílias) de M. tuberculosis circulantes no Brasil, onde as mais frequentemente encontradas foram: LAM (46%), T (17%) e H (12%). Nós observamos que uma das famílias, a EAI5, carrega mutações no códon 463 do gene katG, o que não ocorre para as demais. Além disso, entre nossos isolados foi identificada um isolado pertencente à cepa Beijing (extremamente virulenta), mas este fato não é alarmante já que se tratou de apenas um caso. Através de nossos dados foram descritos novos alelos mutados para os genes rpoB e katG. Com exceção da família X2, foi identificada uma região inicial do gene katG com alta frequência de mutações nos isolados MR. A análise por IS6110-RFLP revelou que 25 isolados formaram 11 grupos genotípicos enquanto 74 mostraram um padrão único de bandas. Esta alta taxa de polimorfismo indica aquisição independente de resistência entre nossos isolados. Para a família H, foi identificada uma inversão na freqüência de ocorrência de mutações no gene rpoB, sendo o códon 516 o mais mutado, seguido pelo 526 e 531. Os resultados deste estudo fornecem informações úteis para um melhor entendimento do espectro de mutações dos isolados MR de pacientes no Brasil. Nossos resultados também se tornam úteis no desenvolvimento de testes diagnósticos de tuberculose MR e para auxiliar no rastreamento da transmissão global desta doença.

MULTIPLE GENOTYPES OF MITOCHONDRIAL-DNA WITHIN A HORSE POPULATION FROM A SMALL REGION IN YUNNAN PROVINCE OF CHINA

mtDNA genotypes of six domestic horses (three adult short horses whose heights are under 1 m and three common domestic horses) from a small region of 15 km(2) in Malipo county of Yunnan province of China were investigated by the technique of restriction fragment length polymorphism (RFLP) with restriction endonucleases which recognize 6-bp sequences. An average of fragments for an individual was obtained. Unlike other domestic animals, this population of horses exhibits high mtDNA genetic diversity. Each of the six horses has a specific mtDNA genotype showing a pattern of multiple maternal origins, as suggested by fossil and literature records. We think the population of horses is an amazing seed-resource pool of horses and hence deserves to be paid more attention from the view of conservation genetics. However it is also remarkable that we did not find any typical mtDNA genetic markers which would discriminate between short horses and common domestic horses.

Mitochondrial DNA variation in cattle of South China: origin and introgression

Ten restriction endonucleases were used to investigate the mitochondrial DNA restriction fragment length polymorphism (mtDNA RFLP) of 11 native cattle breeds and one cultivated cattle breed in South China. Twenty-three restriction morphs were detected, which can be sorted into five haplotypes, A phylogenetic tree of the haplotypes was constructed by using the 'upgma' method. Our study showed that haplotype I and II are identical to the zebu (Bos indicus) and taurine (Bos taurus) haplotypes, respectively. Zebu and taurine were the two major origins of cattle populations in South China, and the zebu probably had more influence on the native cattle population than taurine did. Haplotype III is identical to haplotype I of yak (Bos grunniens), which was only detected in the Diqing cattle breed. Haplotype IV was detected for the first time. This haplotype, found only in Dehong cattle, might be from an independent domestication event, probably from another Bos indicus population. Divergence of haplotypes I and IV occurred about 268,000-535 000 years ago, much earlier than the 10,000-year history of cattle husbandry. Our results also suggest a secondary introgression of mtDNA from yak to Diqing cattle.

A PCR-based RFLP analysis of Sarcocystis cruzi (Protozoa : Sarcocystidae) in Yunnan province, PR china, reveals the water buffalo (Bubalus bubalis) as a natural intermediate host

A polymerase chain reaction-based restriction fragment length polymorphism (RFLP) approach is used to examine Sarcocystis cruzi-like taxa from the atypical intermediate host, water buffalo, in Yunnan, People's Republic of China. The loci examined lie with

Mitochondrial DNA sequence polymorphisms of five ethnic populations from northern China

To study the mitochondrial DNA (mtDNA) polymorphisms in a total of 232 individuals from five ethnic populations (Daur, n=45; Ewenki, n=47; Korean, n=48; Mongolian, n=48; Oroqen, n=44) in northern China, we analyzed the control region sequences and typed for a number of characteristic mutations in coding regions (especially the region 14576-16047), by direct sequencing or restriction-fragment-length-polymorphism (RFLP) analysis. With the exception of 14 individuals belonging to the European-specific haplogroups R2, H, J, and T, the mtDNAs considered could be assigned into the East Asian-specific haplogroups described recently. The polymorphisms in cytochrome b sequence were found to be very informative for defining or supporting the haplogroups status of East Asian mtDNAs in addition to the reported regions 10171-10659 and 14055-14590 in our previous study. The haplogroup distribution frequencies varied in the five ethnic populations, but in general they all harbored a large amount of north-prevalent haplogroups, such as D, G, C, and Z, and thus were in agreement with their ethnohistory of northern origin. The two populations (Ewenki and Oroqen) with small population census also show concordant features in their matrilineal genetic structures, with lower genetic diversities observed.

Diversity and abundance of ammonia-oxidizing bacteria in eutrophic and oligotrophic basins of a shallow Chinese lake (Lake Donghu)

Classical cultivation and molecular methods based on the ammonia monooxygenase gene (amoA) were used to study the abundance and diversity of beta-proteobacterial ammonia-oxidizing bacteria (AOB) in lake sediments. The eutrophic and oligotrophic basins of a Chinese shallow lake (Lake Donghu), in terms of ammonium (NH4+) concentrations, were sampled. The AOB number was significantly lower in the oligotrophic basin, but significantly higher in the eutrophic basin. In addition, using restriction fragment length polymorphism targeting the amoA, ten restriction patterns including six unique ones were found in the eutrophic basin, while five patterns were observed in the oligotrophic basin with only one unique restriction group. Phylogenetic analysis for AOB revealed that Nitrosomonas oligotropha- and Nitrosomonas ureae-related AOB and Nitrosospira-affiliated AOB were ubiquitous; the former dominated in the eutrophic basin (87.2%), while the latter dominated in the oligotrophic basin (65.5%). Furthermore, Nitrosomonas communis-related AOB was only detected in the eutrophic basin, at a small proportion (3.2%). These results indicate significant selection and adaptation of sediment AOB in lakes with differing trophic status. (C) 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Bacterial diversity in activated sludge from a consecutively aerated submerged membrane bioreactor treating domestic wastewater

The bacterial diversity of activated sludge from submerged membrane bioreactor (SMBR) was investigated. A 16S rDNA clone library was generated, and 150 clones were screened using restriction fragment length polymorphism (RFLP). Of the screened clones, almost full-length 16S rDNA sequences of 64 clones were sequenced. Phylogenetic tree was constructed with a database containing clone sequences from this study and bacterial rDNA sequences from NCB1 for identification purposes. The 90.6% of the clones were affiliated with the two phyla Bacteroidetes (50%) and Proteobacteria (40%), and beta-, -gamma-, and delta-Proteobacteria accounted for 7.8%, 28.1%, and 4.7%, respectively. Minor portions were affiliated with the Actinobacteria and Firmicutes (both 3.1%). Only 6 out of 64 16S rDNA sequences exhibited similarities of more than 97% to classified bacterial species, which indicated that a substantial fraction of the clone sequences were derived from unknown taxa. Rarefaction analysis of operational taxonomic units (orrUs) clusters demonstrated that 150 clones screened were still insufficient to describe the whole bacterial diversity. Measurement of water quality parameter demonstrated that performance of the SMBR maintained high level, and the SMBR system remained stable during this study.

Molecular characterization of three Rana grylio virus (RGV) isolates and Paralichthys olivaceus lymphocystis disease virus (LCDV-C) in iridoviruses

Three Rana grylio virus (RGV) isolates and lymphocystis disease virus (LCDV-C) were molecularly characterized by antigenicity comparison, Western blot detection of viral polypeptides, restriction fragment length polymorphism analysis of viral genomes, and MCP sequence analysis. Significant antigenicity differences existed among the three RGV isolates and LCDV-C. Western blot detection indicated that the viral polypeptides of three RGV isolates could be recognized by the anti-RGV9807 serum, whereas no bands were observed in the LCDV-C, and significant differences exist among the band patterns of three RGV isolates. Restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis was performed by digesting genomic DNA of the four iridovirus isolates with restriction endonucleases HindIII, KpnI, XbaI and BamHI. On the whole, obvious discrepancies existed between LCDV-C and RGV isolates, and some significant band pattern differences were also revealed between RGV9808 and RGV9506 (or RGV9807) in the profiles of restriction endonucleases Xbal, Kpn I and BamHI. PCR amplification and sequence analysis of MCP gene sequence further revealed their phylogenetic relationship among the three RGV isolates, LCDV-C and other iridoviruses. RGV9506, RGV9807 and RGV9808 are clustered together with other ranaviruses, such as FV3, BIV, TFV and ENHV, although the RGV9808 is more close to EHNV than to other ranaviruses. Additionally, LCDV-C is clustered with LCDV-1, the type species of genus Lymphocystisvirus. The current study provides clear evidence that significant genetic difference exists among the three RGV isolates. Therefore, further work on comparative genomic studies will contribute significantly to understanding of their taxonomic position and pathological mechanism. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Genetic divergence between Cyprinus carpio carpio and Cyprinus carpio haematopterus as assessed by mitochondrial DNA analysis, with emphasis on origin of European domestic carp

Although common carp is the major fish species in Asian and European aquaculture and many domestic varieties have occurred, there is a controversy about the origination of European domestic common carp. Some scientists affirmed that the ancestor of European domestic common carp was Danube River wild common carp, but others considered it might be Asian common carp. For elucidating origination of European domestic common carp, we chose two representative European domestic common carp strains (German mirror carp and Russian scattered scaled mirror carp) and one wild common carp strain of Cyprinus carpio carpio subspecies (Volga River wild common carp) and two Asian common carp strains, the Yangtze River wild common carp (Cyprinus carpio haematopterus) and traditionally domestic Xingguo red common carp, as experimental materials. ND5-ND6 and D-loop segments of mitochondrial DNA were amplified by polymerase chain reaction and analyzed through restriction fragment length polymorphism (RFLP) and sequencing respectively. The results revealed that HaeIII and DdeI digestion patterns of ND5-ND6 segment and sequences of control region were different between European subspecies C. carpio carpio and Asian subspecies C. carpio haematopterus. Phylogenetic analysis showed that German mirror carp and Russian scattered scaled mirror carp belonged to two subspecies, C. carpio carpio and C. carpio haematopterus, respectively. Therefore, there were different ancestors for domestic carp in Europe: German mirror carp was domesticated from European subspecies C. carpio carpio and Russian scattered scaled mirror carp originated from Asian subspecies C. carpio haematopterus.

有机碳对混合菌群亚硝酸盐氮氧化的影响

自养硝化过程在自然界氮素循环和污水处理系统脱氮过程中起着关键作用。因此，了解有机碳对硝化的影响和硝化菌与异养菌之间的竞争对微生物生态学和污水处理系统设计都很重要。目前对氨氧化到硝酸盐氮过程的研究文献很多，但对亚硝酸盐氧化过程在异养菌的存在下如何受到有机碳影响的研究甚少。本文从生理生化指标、基因组学、蛋白组学三方面考察了在实验室条件下有机碳（乙酸钠）对硝化细菌和异养菌组成的混合菌群的硝化性能、菌群结构及代谢功能的变化的影响。 全文分为两大部分： 第一部分为乙酸钠对游离态硝化混合菌群的硝化性能和菌群结构的短期影响。混合菌株先在自养条件下进行连续培养，两个月后硝化速率达到20 mg N/(L·d)；而后离心收集菌体进行批式实验。在批式反应器中，初始亚硝氮均为126mg N/ L，乙酸钠-C 与亚硝酸盐-N 的比分别为0，0.44，0.88，4.41，8.82。结果表明：在低C/N 比（0.44 和0.88）时，亚硝酸盐去除速率比C/N=0 下高，细菌呈现一次生长；而在高C/N 比（4.41 和8.82）时，出现连续的硝化反硝化，亚硝酸盐去除率仍比对照下高，细菌呈现二次生长。不同C/N 比下微生物群落明显不同，优势菌群从自养和寡营养细菌体系（包括亚硝酸盐氧化菌，拟杆菌门,α-变形菌纲,浮霉菌门和绿色非硫细菌下的一些菌株）过渡到异养和反硝化菌体系 （γ-变形菌纲的菌株尤其是反硝化菌Pseudomonas stutzeri 和P. nitroreducens 占主导）。 第二部分为乙酸钠对硝化混合菌群生物膜的硝化性能和菌群结构的长期影响。接种富集的硝化混合菌群于装有组合式填料的三角瓶中，于摇床中自养培养；两个月后填料上形成生物膜的硝化速率达到20 mg N/ (L·d)；而后进行长期实验，每12 小时更换混合营养培养基（亚硝氮约200 mg N/ L，C/N 比同上）。结果显示：相较于C/N 比=0 时的亚硝酸盐氧化反应来说，低C/N 比出现了部分的反硝化，而高C/N 比则是几乎完全的反硝化。与对照比，C/N=0.44 时亚硝酸盐氧化速率并未受乙酸钠的影响，反而上升了，但C/N=0.88 时亚硝酸盐氧化速率有所下降。菌群结构分析表明自养对照与混合营养下微生物群落的不同；PCR-DGGE未检测出混合营养下硝化杆菌的存在，而显示异养菌尤其是反硝化菌的大量存 在。荧光定量PCR 结果表明随C/N 比上升，硝化杆菌数量从2.42 × 104 下降到1.34× 103 16S rRNA gene copies/ ng DNA，反硝化菌由0 增加至2.51 × 104 nosZgene copies/ ng DNA。SDS-PAGE 的结果表明不同C/N 比下的蛋白组较为复杂且呈现一定的差异性。 有机碳对亚硝氮氧化及微生物群落的影响很复杂，本文分别讨论了对游离态和生物膜固定态两种状态的混合菌群相应的短期和长期影响研究。研究发现，有机碳并非一定带来硝化的负影响，如果控制在适当的C/N 比范围，有机碳是有利于亚硝氮氧化的。这些发现阐明了有机碳和硝化反硝化的关系，填补了硝化微生物生态学上的空白，对污水处理系统中减少异养菌的影响并提高氮去除率有一定理论指导意义。 Nitrification plays a key role in the biological removal of nitrogen in both nature and wastewater treatment plant (WWTP). So, understanding of the effect of organic carbon on nitrification and the competition between nitrifying bacteria and heterotrophic bacteria is important for both microbial ecology and WWTP design and operation. Despite the fact that the nitrification process of ammonia to nitrate has been extensively investigated, it is not known how the process of nitrite oxidization is affected by organic carbon when heterotrophic bacteria are present. By measuring different physiological and biochemical parameters, as well as using genomic DNA and proteome analysis, we investigated the influence of organic (acetate) on nitrite oxidizing performance, community structure and metabolic function of nitrite-oxidizing and heterotrophic bacteria under laboratory conditions. The dissertation involves two parts: Part one deals with the effect of organic matter on functional performance and bacterial community shift of nitrite-oxidizing and heterotrophic bacteria under suspended state. The bacteria were prepared in a continuous-flow stirred reactor under autotrophic condition; after two months, the nitrification rate of the culture reached about 20 mg N/ (L·d); then the bacteria were harvested for the next batch experiments. The initial concentrations of nitrite were 126 ± 6 mg N/ L in all flasks, and sodium acetate (C) to nitrite (N) ratios were 0, 0.44, 0.88, 4.41, and 8.82, respectively. The results showed that at low C/N ratios (0.44 or 0.88), the nitrite removal rate was higher than that obtained under autotrophic condition and the bacteria had single growth phase, while at high C/N ratios (4.41 or 8.82), continuous aerobic nitrification and denitrification occurred besides higher nitrite removal rates, and the bacteria had double growth phases. The community structure of total bacteria strikingly varied with the different C/N ratios; the dominant populations shifted from autotrophic and oligotrophic bacteria (NOB, and some strains of Bacteroidetes, Alphaproteobacteria, Actinobacteria, and green nonsulfur bacteria) to heterotrophic and denitrifying bacteria (strains of Gammaproteobacteria, especially Pseudomonas stutzeri and P. nitroreducens). Part two describes the influence of acetate on nitrite oxidizing performance, community structure and metabolic function of nitrite-oxidizing and heterotrophic bacteria in biofilms. Bacterial enrichments was transferred into flasks with polypropylene carriers and cultured under agitated and autotrophic condition. After two month, the biofilms grown on the carriers had a nitrification rate of about 20 mg N/ (L·h); then the biofilms were refreshed with mixotrophic medium (nitrite were 200 mg N/ L in all flasks, and C/N ratios was the same as above) every 12 h. the results show: normal nitrite oxidization reactions were performed when C/N = 0, but nitrite oxidization and partial denitrification occurred with low C/N ratios (0.44 or 0.88). At high C/N ratios (4.41 or 8.82), we mainly observed denitrification. In contrast to C/N = 0, the nitrite oxidization rate was unaffected when C/N = 0.44, but decreased with C/N = 0.88. The structure of bacterial communities varied significantly between autotrophic and mixotrophic conditions. Nitrobacter was hard to detect by PCR-DGGE while heterotrophs and especially denitrifiers were in the majority under mixotrophic conditions. Real-time PCR indicated that the Nitrobacter population decreased from 2.42 × 104 to 1.34 × 103 16S rRNA gene copies/ ng DNA, while the quantity of denitrifiers obviously increased from 0 to 2.51×104 nosZ gene copies/ ng DNA with an increasing C/N ratio. SDS-PAGE indicated the complexity of and a certain difference between the proteome of nitrite-oxidizing and heterotrophic bacteria at different C/N ratios. We conclude that the influence of organic matter on nitrite oxidation and the community structure of NOB and heterotrophic bacteria is complex. In this dissertation, we focused on how sodium acetate influenced the system both under suspended state and in biofilms. We observed that acetate did not necessarily have a negative impact on nitrification. Instead, an appropriate amount of acetate benefited both nitrite oxidization and denitrification. These findings provide a greater understanding about the relationship between organics and nitrification; they fill the gaps in the field of microbial ecology of nitrifying bacteria; they also provide insight into how to minimize the negative impact of heterotrophic bacteria and maximize the benefit of nitrogen removal in biological treatment systems.

Species identification in salted products of red snappers by semi-nested PCR-RFLP based on the mitochondria 12S rRNA gene sequence

A molecular approach was developed to distinguish species of red snappers among commercial salted fish products. The specific fragments of the mitocliondrial 12S rRNA gene, which were about 450 bp, were obtained using the semi-nested polymerase chain reaction (semi-nested PCR). Subsequently, PCR amplicons were sequenced, aiming to select restriction endonucleases that generated species-specific restriction fragment length polymorphism (RFLP) profiles. Discrimination of red snappers Lutjanus sanguineus, L. erythopterus from L. argentintaculatus, L. malabarius and other morphologically similar fishes such as Lethrinus leutjanus and Pinjalo pinjalo was feasible by one restriction digestion reaction with three endonucleases Hae III, Sca I and SnaB I, however, for differentiation of L. sattguineus and L. erythopterus, another restriction digestion reaction with single restriction endonuclease Mae II was needed. The seminested PCR-RFLP was demonstrated to be reliable in species identification of salted fish products in this study. (c) 2005 Published by Elsevier Ltd.

Species identification in salted products of red snappers by semi-nested PCR-RFLP based on the mitochondrial 12S rRNA gene sequence

A molecular approach was developed to distinguish species of red snappers among commercial salted fish products. The specific fragments of the mitochondrial 12S rRNA gene, which were about 450bp, were obtained using the semi-nested polymerase chain reaction (semi-nested PCR). Subsequently, PCR arnplicons were sequenced, aiming to select restriction endonucleases that generated species-specific restriction fragment length polymorphism (RFLP) profiles. Discrimination of red snappers Lutjanus sanguineus, Lutjanus erythopterus from Lutjanus argentimaculatus, Lutjanus malabarius and other morphologically similar fishes such as Lethrinus leutjanus and Pinjalo pinjalo was feasible by one restriction digestion reaction with three endonucleases Hae III, Sca I and SnaB I, however, for discrimination of L. sanguineus and L. erythopterus, another restriction digestion reaction with single restriction endonuclease Mae II was needed. The semi-nested PCR-RFLP was demonstrated to be reliable in species identification of salted fish products in this study. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.